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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die dazu bestimmt ist, ein
Kabel insbesondere bei seinem Aufwickeln insbesondere auf eine Windentrommel
gespannt zu halten. Sie betrifft somit das Gebiet der Hebe- und
Zuggeräte.
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In
dieser Industrie sind die eingesetzten Geräte und Vorrichtungen im Allgemeinen
von einem oder mehreren Kabeln, die auf eine Trommel gewickelt sind,
gebildet, wobei die Trommel mit Hilfe eines im Allgemeinen elektrischen
Motors in Drehung angetrieben wird.
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Um
den Platzbedarf der auf diese Weise gebildeten Wicklung zu verringern
oder das Abwickeln des bzw. der Kabel zu begünstigen, ist es erforderlich,
auf die Qualität
der Wicklung auf der Trommel zu achten. Um nun zu gleichmäßigen Wicklungen
zu gelangen, sowohl einschichtiger als auch mehrschichtiger Art,
ist es erforderlich, auf das Kabel eine gewisse Spannung auszuüben. Auch
wenn im Rahmen der Hebegeräte
diese Spannung durch das Gewicht der Hebeelemente, insbesondere
des Kabels selbst, einen Flaschenzug, einen Haken oder durch die
aufgehängte
Last selbst sichergestellt ist, ist dies nicht der Fall, wenn die
Winde als Zuggerät
eingesetzt wird. Nämlich
auch wenn die Trommel gerillt ist, d. h. wenn sie eine Rille mit
einem Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen gleich dem Durchmesser
des Kabels ist und der an ihrer Peripherie spiralförmig verwirklicht
ist, und wenn die Winde mit einer Verlegeeinrichtung versehen ist,
d. h. einer Einrichtung, die sich parallel zur Drehachse der Trommel
im Zuge des Aufwickelns des Kabels verschiebt, um auf bekannte Weise
zu einer gleichmäßigen Wicklung
zu gelangen, ist die Spannung unzureichend, um genau in der Rille das
Kabel anzuordnen, das dazu bestimmt ist, darin aufgenommen zu werden,
oder im Rahmen von Mehrschichtwicklungen eine regelmäßige Positionierung
des Kabels entsprechend dem passenden Wicklungsschritt sicher zu
stellen.
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In
dem Dokument US-A-4 033 496 ist eine Vorrichtung zum Gespannthalten
eines Kabels vorgeschlagen, umfassend Druckrollen, die sich in einer gleichen
Ebene befinden und quasi-tangential befestigt sind, um gegen das
Kabel im Bereich ihres gemeinsamen Tangierungs- oder Quasi-Tangierungspunktes
zu drücken,
wobei die Rollen direkt mit einem Bremselement gekoppelt sind, das
dazu bestimmt ist, im Bereich des Kabels eine Widerstandskraft zu
erzeugen.
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Gegenstand
der Erfindung ist, eine verbesserte Vorrichtung vorzuschlagen, die
die Spannung des Kabels bei seinem Aufwickeln durch Erzeugung einer
Widerstandskraft in derselben Richtung wie der von der Trommel auf
das Kabel ausgeübten
Spannung, aber im entgegengesetzten Sinn, sicherstellen kann.
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Diese
Kraft ist von wesentlich geringerer Stärke als die nominale Zugkraft
des Kabels. Diese ist dieser Kraft kontinuierlich ausgesetzt, auch
bei der seitlichen Verschiebung des Kabels, um eine gleichmäßige Verteilung
der ersten Schicht oder der darüber
liegenden Schichten insbesondere bei Verwendung einer Verlegeeinrichtung
zu erzielen.
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Sie
wird hingegen bei einem Aufwickeln mit sichergestellter Spannung
weggelassen, beispielsweise wenn die Winde als Hebegerät verwendet
wird und mit einer Mindest-Widerstandskraft versehen ist, sei es
durch einen Flaschenzug oder einen Hubhaken. Auf dieselbe Weise
wird diese Kraft bei der Abwickelbewegung des Kabels weggelassen.
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Erfindungsgemäß umfasst
diese Vorrichtung zum Gespannthalten eines Kabels, insbesondere
bei seinem Aufwickeln, mindestens einen Satz von zwei Druckrollen,
die in einer gleichen Ebene angeordnet und quasi-tangential befestigt
sind, deren jeweilige Rillen dazu bestimmt sind, das Kabel im Bereich
ihres gemeinsamen Tangierungs- oder Quasi-Tangierungspunktes aufzunehmen,
wobei die Rollen direkt oder indirekt mit einem Bremselement gekoppelt sind,
das im Bereich des Kabels eine in der Stärke regelbare Widerstandskraft
erzeugen kann, die der Spannung, die von der Trommel, der Winde
oder der Zugvorrichtung, auf der es angeordnet ist, entgegenwirkt.
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Mit
anderen Worten ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu bestimmt,
eine Widerstandskraft vor der Winde oder dem Hebegerät zu erzeugen,
deren Stärke
durch den Einsatz einer Bremse regelbar ist.
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Nach
einer vorteilhaften Form der Erfindung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
auf einer Verlegevorrichtung befestigt und synchron mit dieser verschiebbar,
so dass auf dieses Weise kontinuierlich die Widerstandskraft, unabhängig von
der seitlichen Positionierung des Kabels in Bezug auf die Trommel, in
deren Bereich es aufgewickelt werden soll, erzeugt wird.
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Erfindungsgemäß umfassen
die Rollen mehrere Sätze,
die untereinander gekoppelt und mit dem Bremselement direkt oder über ein
Winkelgetriebe verbunden sind.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
ist das Bremselement von einem Hydrauliksystem gebildet, das von
einer oder mehreren Zahnradpumpen gebildet ist, die direkt an die
Achsen der Rollen oder das Zwischenübertragungselement, das beispielsweise von
einem Winkelgetriebe gebildet ist, gekoppelt sind.
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Diese
Pumpen speisen einen Hydraulikkreis, bei dem ein Abschnitt mit einer
einstellbaren Drosselung versehen ist, die die Begrenzung der Durchflussmenge
sicher stellt und dadurch die Erzeugung der Kraft zum Halten des
Kabels ermöglicht.
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Dieser
Abschnitt des Hydraulikkreises kann mit Hilfe eines Magnetventils
kurzgeschlossen werden, wenn die Erzeugung der Spannung nicht erforderlich
ist oder das Kabel abgewickelt wird.
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Bei
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist das Bremselement von einem System von Magnetpulverkupplungen
gebildet, die direkt oder indirekt mit den Achsen der Druckrollen
verbunden sind, wobei die Kupplungen elektrisch mit einem Strom
entsprechender Stärke
gespeist werden, um ein geeignetes Widerstandsmoment zu erzeugen, das
von der Spannung, die im Bereich des Kabels erzeugt werden soll,
abhängt.
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Die
Art der Verwirklichung der Erfindung und die daraus hervorgehenden
Vorteile gehen besser aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel hervor, das
hinweisenden und nicht einschränkenden
Charakter hat und sich auf die beiliegenden Figuren bezieht.
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1 ist eine Draufsicht der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2 ist eine teilweise auseinandergezogene
Seitenansicht der 1.
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3 ist eine Vorderansicht,
ebenfalls in teilweisem Perspektivschnitt, von der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In 1 ist eine Draufsicht der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
dargestellt. Diese Vorrichtung ist vorzugsweise auf dem Verlegekörper (17)
einer Winde und ganz allgemein einer Hebe- oder Zugvorrichtung für Kabel
befestigt. Auf bekannte Weise, und wie bereits angeführt, ist
eine solche Verlegevorrichtung dazu bestimmt, sich parallel zur
Erzeugenden der Trommel, auf die das Kabel aufgewickelt werden soll, zu
verschieben und somit die gesamte Länge der Trommel zu überstreichen,
um eine regelmäßige Wicklung
des Kabels auf die Trommel zu erzielen.
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Erfindungsgemäß ist das
Kabel mit dem Bezugszeichen (1) in Bezug auf das Element
ausgerichtet und zentriert, das dazu bestimmt ist, auf dieses eine
Widerstandskraft auszuüben,
welche der von der Trommel ausgeübten
Spannung in der Vertikal- und Horizontalebene mit Hilfe von Eingangsrollen
(2) bzw. (3) entgegenwirkt, die frei drehbar auf
jeweiligen Achsen (4) und (5) befestigt sind.
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Auf ähnliche
Weise wird das Kabel (1) am Ausgang der erfindungsgemäßen Vorrichtung
von einem Satz von ebenfalls zwei vertikalen (6) und horizontalen
Rollen (7) übernommen,
die ebenfalls frei drehbar befestigt und dazu bestimmt sind, die
Kontinuität
der dem Kabel gegebenen Richtung in Richtung der Trommel, die es
aufnehmen soll, sicherzustellen.
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Nach
einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist die beschriebene Vorrichtung
dazu bestimmt, eine Widerstandskraft auf das Kabel auszuüben, die
dazu neigt, der von der Trommel auf diese ausgeübte Spannung entgegenzuwirken.
Dazu wird das Kabel im Bereich von Druckelementen und typischerweise
der Druckrollen (8) und (9) aufgenommen, die paarweise
befestigt sind, wie in 1 gut
zu sehen ist. Diese Druckrollen (8, 9) sind in
einer gleichen Ebene angeordnet und weisen eine gemeinsame Tangierungszone
auf, wie insbesondere gut in 3 zu
sehen ist. Diese Druckrollen weisen eine Rille (10) mit
einem mit dem Durchmesser des Kabels (1) vereinbaren Durchmesser
auf, so dass sie die größtmögliche Kontaktfläche aufweisen,
wenn das Kabel (1) zwischen den Rollen (8) eines
gleichen Paares aufgenommen wird. Diese Rollen sind aus Materialien
mit einem relativ hohen Reibbeiwert hergestellt, wie beispielsweise
aus Polyurethan, um die Gefahren des Gleitens zu begrenzen und dadurch die
Haftung der Rollen im Bereich des Kabels und somit die Wirksamkeit
des Bremselements zu erhöhen, das
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verbunden ist.
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Außerdem sind
sie aus einem Material hergestellt, das jede Gefahr der Beeinträchtigung
des Kabels vermeiden kann. Die Druckrollen (8) und (9) können in
Bezug auf ihre jeweiligen parallelen Achsen in Drehung versetzt
werden, und die Achsen eines gleichen Paars (8), (9)
sind mit einer Synchronisationsachse (11), die ebenfalls
parallel zu den Achsen der Rollen (8) und (9)
ist, mit Hilfe von Ketten (12) gekoppelt, die in Ritzel
(13) eingreifen, die im Bereich der jeweiligen Achsen vorgesehen
sind (siehe 3).
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Auf
diese Weise können
sich die Rollen (8) und (9) auf Grund dieser Kopplung
nur mit derselben Geschwindigkeit drehen.
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Die
Achse (11) ist mit einem Winkelgetriebe (14) (3) gekoppelt, das dazu bestimmt
ist, die Vertikalrichtung der Achse (11) in eine Horizontalrichtung
entlang einer neuen Achse (15) umzuformen. In der Nähe des Endes
dieser Achse (15) sind Magnetpulverkupplungen (16)
befestigt.
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Auf
bekannte Weise werden solche Kupplungen elektrisch gespeist, so
dass ein elektrisches Moment im Bereich der Scheiben, die diese
Kupplungen bilden, erzeugt wird, die in Abhängigkeit von der Stromrichtung
ein Widerstandsmoment auf der Achse (15) und dadurch auf
der Achse (11) und folglich auf den Rollen (8)
und (9) sicherstellen können.
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Durch
Regelung der Stärke
des elektrischen Stroms im Bereich jeder der Magnetpulverkupplungen
ist es somit möglich,
die Drehgeschwindigkeit der Druckrollen (8) und (9)
zu begrenzen, wenn das Kabel der durch die Trommel ausgeübten Spannung ausgesetzt
ist, und auf Grund des relativen Haftens der Rollen im Bereich des
Kabels wird es somit möglich,
eine Widerstandskraft zu erzeugen, die dazu neigt, der durch die
Trommel ausgeübten
Spannung entgegenzuwirken. Dadurch wird eine im Wesentlichen gerade
Ausrichtung des Kabels (1) am Ausgang der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erzeugt, die es ermöglicht,
zu dem gewünschten
Resultat zu kommen, um eine gleichmäßige Wicklung des Kabels auf die
Trommel zu erzielen.
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Wenn
das Kabel unter Spannung ist, d. h. einer ausreichenden Last ausgesetzt
ist, um eine Spannung zu erzeugen, die ihm eine im Wesentlichen
gerade Ausrichtung verleihen kann, oder bei den Phasen des Abwickelns
des Kabels wird die Stärke
des elektrischen Stroms, der durch die Magnetpulverkupplungen geleitet
wird, weggenommen, so dass eine freie Drehung der Druckrollen möglich ist
und sie tatsächlich
nicht mehr in der Lage sind, eine Widerstandskraft gegen das Abwickeln
des Kabels zu erzeugen.
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Um
die Dissipation der von den Magnetpulverkupplungen (16)
erzeugten Energie sicherzustellen, ist ein Ventilator (nicht dargestellt)
mit jeder von ihnen verbunden, um ihre Kühlung sicherzustellen.
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Nach
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist jede der Achsen (11) mit Hilfe eines
Zahnradgetriebes mit einer oder mehreren Pumpen gekoppelt. Diese
Pumpen speisen einen Hydraulikkreis, der mit einer im Durchmesser
einstellbaren Drosselung versehen ist, die die Begrenzung der Durchflussmenge
sicherstellt und dadurch ein Hindernis für die freie Drehung der Zahnräder der
Pumpen und dadurch der Achsen (11) und somit folglich der
Druckrollen (8) und (9) ausübt, so dass die Widerstandskraft
im Bereich des Kabels (1) erzeugt wird, die der von der
Trommel ausgeübten
Zugkraft entgegenwirkt.
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Der
Kreis umfasst auch einen Kurzschlussabschnitt, der mit Hilfe eines
Magnetventils gespeist wird, solange die Erzeugung dieser Widerstandskraft nicht
erforderlich ist, d. h. im Falle eines Aufwickelns unter Last oder
beim Abwickeln des Kabels.
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Überdies
ist der aktive Abschnitt der Hydrauliksysteme mit einem Kühlsystem
versehen, das es ermöglicht,
die entwickelte Wärmeenergie
abzuleiten, wobei dieser Kühler
mit einem entsprechend geeichten Ventilator verbunden ist.
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Beim
Anhalten der Anlage wird schließlich der
Halt durch eine mechanische Bremse, insbesondere des Typs Scheibenbremse,
sicher gestellt. Diese Bremse wird natürlich während der Drehzeiten der Trommel
beim Auf- und Abwickeln freigegeben.
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Es
ist das Interesse an einer solchen Vorrichtung ersichtlich, die
es ermöglicht,
auch im Stillstand eine Widerstandskraft zu erzeugen, die der von
der Trommel auf das Kabel ausgeübten
Kraft entgegenwirken und die Spannung desselben gewährleisten kann,
ohne dabei einen zu großen
Energieverlust hervorzurufen, der nun eine Überdimensionierung der Leistung
der Trommel erfordern würde.
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Diese
Vorrichtung ist besonders einfach im Einsatz und in der Herstellung
und kann sehr leicht auf einer Verlegeeinrichtung befestigt werden,
die auf herkömmliche
Weise die Winden verbindet.